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Die Zellstoff- und Papierindustrie gehört zu den fünft größten Industriellen Energieverbrauchern Deutschland. In den letzten Jahren betrug der Anteil der Energiekosten bezogen auf den Umsatz ca. 10 %.

 

Der Papiererzeugungsprozess lässt sich in vier Hauptbereiche aufteilen:

• Halbstofferzeugung (Zell-,Holz- oder Altpapierstoff)
• Stoffaufbereitung
• Papiermaschine
• Veredelung
  

Die Papierindustrie hat daher frühzeitig versucht, Möglichkeiten zur Verringerung des Energieeinsatzes zu suchen. Die Energieeffizienz wurde durch technische Optimierung in Kraftwerken, Papiermaschinen sowie durch die Änderung der Rohstoffstruktur erreicht.

Der spezifische Energiebedarf, d.h. die zur Produktion einer Tonne Papier, Pappe und Karton benötigte Energie, sank von 8.242 kWh/t im jahr 1955 auf 2.674 kWh/t. Für die starke Reduzierung des spezifischen Energieeinsatzes sind mehrere Faktoren verantwortlich.
  
Die wesentlichen Größen sind:

• verstärkter Einsatz der Kraft-Wärme-Kopplung in den industrieeigenen Kraftwerken
• Ausbau von Wärme-Rückgewinnungsanlagen
• Verbesserung der mechanischen Entwässerung in der Pressenpartie durch den Einsatz neuer Aggregate (z.B. Schuhpresse)
• Einsatz von Aggregaten mit höheren Wirkungsgraden
• zunehmende Substitution der energieintensiven Holzstofferzeugung durch Altpapiereinsatz
• verstärkter Füllstoff- und Pigmenteinsatz bei graphischen Papieren
• Veränderung der eingesetzen Energieträger
  

Ansatzpunkte für eine weitere Reduzierung des Energieverbrauchs in Papierfabriken bieten die Verfahrenstechnik der Papierherstellung sowie die Energietechnik in den Papierfabriken.
  
Folgende Bereiche sollten näher betrachtet werden:

• Wirkungagradsteigerung im Kesselbereich,
• Energieoptimierung im Bereich Raum- und Haubenablufttechnik
• Einsatz energiesparender Stoffmahlung,
• Effiziente Nutzung von Antrieben und Pumpen,
• Optimierung des Drucklufteinsatzes,
• Effiziente Nutzung von Kälteanlagen,
• Produktionssteigerung und Dampfeinsparung durch erhöhte Bahntemperatur und verbesserte Entwässerung,
• Leistungssteigerung der Wärmerückgewinnung
• Energierückgewinnung aus Abwärme (Luft/Wasser).
  

Insbesondere die effiziente Nutzung der Niedertemperaturabwärme, die ungenutzt über das Wassersystem und die Abluft die Papierfabrik verlässt, stellt ein ungelöstet Problem der Papierindustrie dar. Grund hierfür ist das im Vergleich zu den Wärme benötigenden Anlagenteile niedrige Temperaturniveaus dieser Abwärmeströme, so dass eine wirtschaftliche Nutzung ohne eine Aufwertung des Energieniveaus nicht durchführbar ist.

  
Eine Bewertung der Wirtschaftlichkeit bei der Möglichkeit zur Nutzung von Niedertemperaturwärme führt zu folgenden Varianten:

• Eine hohe Wirtschaftlichkeit ist gegeben, wenn Wärmequellen und -senken möglichst lokal gekoppelt werden. Wird aufgrund der Entfernung der Wärmequellen und -senken ein hoher Aufwand an Rohrleitungen, Pumpen etc. notwendig, leidet die Wirtschaftlichkeit. Hier kann es von Papierfabrik zu Papierfabrik erhebliche Unterschiede geben.
• Eine externe Nutzung von Niedertemperaturwärme ist grundsätzlich möglich. Die Wirtschaftlichkeit ist aber stark von den vorhandenen Abnehmern und den logistischen Randbedingungen (z.B. Fernwärmenetz) abhängig. Eine Nutzung von Fernwärme schein nur dann wirtschaftlich sinnvoll, wenn ein bestehendes Fernwärmenetz genutzt werden kann.
• Die Nutzung von Niedertemperaturwärme zur Erzeugung von Kälte erscheint unter den gegebenen Randbedinungen der Papierindustrie als wenig attraktiv.
  

Kennziffern zum Energieverbrauch:

spezifischer Energiebedarf in der Papierindustrie [kWh/t]
spezifischer Gesamtenergiebedarf in der Papierindustrie [kWh/t]	...	2.600	...
spezifischer Strombedarf in der Papierindustrie [kWh/t]	400	1.000	1.500
spezifischer Wärmebedarf in der Papierindustrie [kWh/t]	950	1.000	1.850

Quelle: Bayerisches Landesamt für Umwelt, Bürgermeister-Ulrich-Straße 160, 86179 Augsburg,
www.bayern.de/lfu/luft/veroeffentlich/umweltforsch/umweltforsch.htm#energieverwendung

Papiererzeugung Special 21/2004,  "Optimierung des Wärmehaushalts von Papierfabriken", www.a-p-r.de 

Technisch machbar - wirtschaftlich sinnvoll?

Die Beratung der EnergieAgentur.NRW betrachtet grob die Wirtschaftlichkeit von Maßnahmen, ersetzt aber keine Detailplanung. Wird diese gewünscht, können die Berater fachkompetente Architektur- Consulting-, Ingenieurbüros oder Handwerksunternehmen benennen. Die Beratung ist für das Unternehmen unentgeltlich und neutral. Voraussetzung ist ein Standort in NRW.